短路计算的计算条件
一、基本条件:
短路计算中采用以下假设条件和原则:
1、正常工作时,三相系统对称运行。
2、所有电源的电动势相位角相同。
3、电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。
4、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
5、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。
6、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外,元件的电阻都略去不计。
7、元件的计算参数均取其额定值,不考虑参数的误差和调整范围。
8、输电线路的电容略去不计。
二、一般规定:
1、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按本工程设计规划容量计算,并考虑电力系统5—l0 年的远景发展规划。确定短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,而不应按仅在切换过程中可能并列运行的按线方式。
2、选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中,应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿放电电流的影响。
3、选择导体和电器时,对不带电抗器回路的计算短路点,应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点;对带电抗器6—l0kV 出线,选择母线到母线隔离开之间的引线、套管时,短路计算点应取在电抗器之前、其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。
4、电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路电流计算。若中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短严重时,则应按严重的计算。
4.3 最大最小运行方式分析
在选择保护方式分析时,对大多数保护都必须认真分析与考虑哪种运行方式来作为计算的依据,一般而言所选用的保护方式,应在系统的各种故障参数增加而动作的保护,如电流保护,通常应根据系统最大运行方式来确定保护的定值,以保证选择性,因为只要在最大运行方式下能保证选择性。那么,在其他运行方式下,必然能保证选择性;而对灵敏性校验,则应根据最小运行方式来进行,因为只要在最小运行方式下,灵敏性合格,那么在其他运行方式下的灵敏性就会更好,对反映鼓掌参数减小而动作的欠量保护。如低压保护,刚刚好相反,此时应根据最小运行方式来整定,而根据最大运行方式来校验灵敏性。
最大运行方式
根据系统最大负荷的要求,电力系统中的所有可以投入的发电设备都投入运行(全部或绝大部分投入运行),以及所有线路和规定的中性点全部投入运行的方式称为系统最大运行方式即QF1、QF2都在闭合的状态。对继电保护而言,则是指在系统最大运行方式下短路时,通过该保护的短路电流为最大时的系统连接方式。本设计题目中,本变电站的最大运行方式为两台31500KVA的变压器并联运行,以及所有负荷投入时的运行方式。但由于纵联差动保护,由于其保护范围外故障时,保护不应动作。为了方便变压器纵联差动的整定计算,在变压器高压侧和低压侧的短路点的电流应为支路电流。所以变压器高压侧的短路点电流为变电站高压侧投入的,断路器闭合时,流过变压器高压侧的短路电流。变压器低压侧的短路电流为系统并联运行桥短路器连接,变压器单台投入时流入变压器低压侧的短路电流。
最小运行方式
根据系统负荷为最小,投入与之相适应的系统连接且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为系统的最小运行方式。本设计题目中,变电站的最小运行方式为,变压器单台投入时的运行方式即QF1、QF2都在打开状态。
4.3.1基本假定
系统运行方式为最大运行方式。
磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性,参数恒定,可以运用叠加原理。 在系统中三相除不对称故障处以外,都认为是三相对称的。
忽略对计算结果影响较小的参数,如元件的电阻、线路的电容以及网内的电容器、感性调和及高压电机向主电网的电能反馈等。
短路性质为金属性短路,过渡电阻忽略不计。 系统中的同步和异步电机均为理想电机。
4.3.2基准值的选择
为了计算方便,通常取基准容量S j =100MVA ;
基准电压U j 取各级电压的平均电压,即U j =U p =1.05U e ; 基准电流j
j j U S I 3=
;
基准电抗j
j j
j j S U I U X 23=
=
常用基准值如表1所示。
表1 常用基准值表(S j =100MV A )
4.3.3各元件参数标么值的计算
电路元件的标么值为有名值与基准值之比,计算公式如下:
j
U U U =
*
j
S S S =
* j
j j S U I I I I 3*==
2*j
j j U S X X X
X ==
采用标么值后,相电压和线电压的标么值是相同的,单相功率和三相功率的标么值也是相同的,某些物理量还可以用标么值相等的另一些物理量来代替,如I *=S *。 电抗标么值和有名值的变换公式如表2所示。 表2中各元件的标么值可由表1中查得。
其中线路电抗值的计算中,0X 为:
6~220kV 架空线 取0.4 Ω/kM
35kV 三芯电缆 取0.12 Ω/kM 6~10kV 三芯电缆 取0.08 Ω/kM
表2中S N 、S b 单位为MV A ,U N 、U b 单位为kV ,I N 、I b 单位为kA 。
4.3.4短路电流的计算
1网络变换计算公式
串联阻抗合成:n X X X X +++=∑ 21 并联阻抗合成:n
X X X X 1111
21+++=
∑ ,
当只有两支时2
12
1X X X X X +=
∑
2短路电流计算公式
短路电流周期分量有效值:∑
=*X I I j d
短路冲击电流峰值:d ch ch I K i 2=
短路全电流最大有效值:()2121-+=ch d ch K I I
式中ch K 为冲击系统,可按表3选用。 表3 不同短路点的冲击系数
3最大运行方式下短路电流的计算
最大运行方式下等值电路标么阻抗图见图2。
图2
d1:09678.0*=∑X
187.509678
.0502
.0*==
=
∑
X I I j d
227.13187.555.2 2=?==d ch ch I K i
()832.751.1187.51212
=?=-+=ch d ch K I I
d2:51678.042.009678.0*=+=∑X
643.1051678
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
14.27643.1055.2 2=?==d ch ch I K i
()071.1651.1643.101212
=?=-+=ch d ch K I I
d3:531292.0014512.042.009678.0*=++=∑X
352.10531292
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
398.26352.1055.2 2=?==d ch ch I K i
()632.1551.1352.101212
=?=-+=ch d ch K I I
d4:57483.005805.042.009678.0*=++=∑X
568.957483
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
398.24568.955.2 2=?==d ch ch I K i
()448.1451.1568.91212
=?=-+=ch d ch K I I
4最小运行方式下短路电流的计算
最小运行方式下等值电路标么阻抗图见图3。
图3
d1:138292.0*=∑X
63.3138292
.0502
.0*==
=
∑
X I I j d
257.963.355.2 2=?==d ch ch I K i
()481.551.163.31212
=?=-+=ch d ch K I I
d2:558292.042.0138292.0*=+=∑X
851.9558292
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
12.25851.955.2 2=?==d ch ch I K i
()875.1451.1851.91212
=?=-+=ch d ch K I I
d3:572804
.0014512.042.0138292.0*=++=∑X 602.9572804
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
485.24602.955.2 2=?==d ch ch I K i
()499.1451.1602.91212
=?=-+=ch d ch K I I
d4:616342
.005805.042.0138292.0*=++=∑X 924.8616342
.05
.5*==
=
∑
X I I j d
756.22924.855.2 2=?==d ch ch I K i
()475.1351.1924.81212
=?=-+=ch d ch K I I
5短路电流计算结果
35kV 变电站相关短路电流计算结果见下表。 表 短路电流计算结果表
第五章电气设备的选择
第一节电气设备选择要求
由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是,电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作,为此,它们的选择都有一个共同的原则。
电气设备选择的一般原则为:
1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。
2.应满足安装地点和当地环境条件校核。
3.应力求技术先进和经济合理。
4.同类设备应尽量减少品种。
5.与整个工程的建设标准协调一致。
6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。
电气设备选择技术条件:
选择的高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 1.电压
选用的电器允许最高工作电压max U 不得低于该回路的最高运行电压g U ,即 g max U U > 2.电流
选用的电器额定电流I e 不得低于 所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流 g I ,
即g e I I >
校验的一般原则:
1.电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验,校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。
2.用熔断器保护的电器可不校验热稳定。
3.短路的热稳定条件
Qd I
rt
≥2 dt Q ——在计算时间ts 内,短路电流的热效应(kA 2S ) t I ——t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值(kA 2S )
T ——设备允许通过的热稳定电流时间(s ) 校验短路热稳定所用的计算时间s T 按下式计算 t=d t +kd t 式中d t ——继电保护装置动作时间内(S )
kd t ——断路的全分闸时间(s )
4.动稳定校验
电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力,称动稳定。满足动稳定的条件是:
i i
dw ch
≤ I I dw ch ≤
上式中
i
ch
、I
ch
——短路冲击电流幅值及其有效值 i
dw
、
I
dw
——允许通过动稳定电流的幅值和有效值
5.绝缘水平
在工作电压的作用下,电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。
()
td
td td
Q Qd I I I
2
22
"2/1012
++=
=
由于变压器短时过载能力很大,双回路出线的工作电流变化幅度也较大,故其计算工作电流应根据实际需要确定。
高压电器没有明确的过载能力,所以在选择其额定电流时,应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。
第二节高压断路器的选择
高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用,是高压电路中最重要的电器设备。
型式选择:本次在选择断路器,考虑了产品的系列化,既尽可能采用同一型号断路器,以便减少备用件的种类,方便设备的运行和检修。
选择断路器时应满足以下基本要求:
1.在合闸运行时应为良导体,不但能长期通过负荷电流,即使通过短路电流,也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。
3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
3.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命,并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
考虑到可靠性和经济性,方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标,且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110kV侧采用六氟化硫断路器,其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠,不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短,灭弧室小巧精确,所须的操作功小,动作快,燃弧时间短、且于开断电源大小无关,熄弧后触头间隙介质恢复速度快,开断近区故障性能好,且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35kV及以下的电压等级中。
第三节隔离开关的选择
隔离开关是高压开关设备的一种,它主要是用来隔离电源,进行倒闸操作的,还可以拉、合小电流电路。
选择隔离开关时应满足以下基本要求:
1.隔离开关分开后应具有明显的断开点,易于鉴别设备是否与电网隔开。
2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离,以保证过电压及相间闪络的情况下,不致引起击穿而危及工作人员的安全。
3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。
4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好,要有最佳的跳、合闸速度,以尽可能降低操作时的过电压。
5.隔离开关的结构简单,动作要可靠。
6.带有接地刀闸的隔离开关,必须装设连锁机构,以保证隔离开关的正确操作。 又根据最大持续工作电流及短路电流得知
第四节 各级电压母线的选择
选择配电装置中各级电压母线,主要应考虑如下内容: ⑴、选择母线的材料,结构和排列方式;
⑵、选择母线截面的大小;
⑶、检验母线短路时的热稳定和动稳定;
⑷、对35kV 以上母线,应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕;
⑸、对于重要母线和大电流母线,由于电力网母线振动,为避免共振,应校验母线自
振频率。
各侧母线最大持续工作电流:
10kV
)10kV 3(12.6MVA max
?÷=I g
=727.5A 35kV
)35kV ×3 (27.4MVA =max
÷I
g
=452A
6.4.1 35kV 侧母线
I gmax =452(A)
Tmax=4500h 时, 取J=1.15A/mm 2
S=Igmax/J=452/1.15=393.1mm 2
选取LGJ-400/25型钢芯
铝绞线,其主要技术参数如下:允许计算拉力为123400N ,连续载流量为855A(20℃)。 ①热稳定效验
C
)K (Q S 0.5
f d min =
Q d =I d22
×t d =6.797kA 2
×4=184796836(A 2
.S) C=87 K f =1 则S min =(Q d K f )0.5
/C =(184796836)0.5
/87=156.25(mm 2
) 所选取截面为630mm 2
,故满足热稳定要求。 ②动稳定效验 F=1.73i ch 2
×10-7
l/a
式中L=1.5m a=2m i ch =17590A F=1.73×17330 2
×10-7
×1.5/2=38.9(N) 故满足动稳定要求。
6.4.2 10kV 侧母线
I gmax =727.5(A)
Tmax=4500h 时, 取J=1.15A/mm 2
S=Igmax/J=727.5/1.15=632.6mm 2
选取LGJ-800/55型钢芯铝绞线。 ①热稳定效验
C
)K (Q S 0.5
f d min =
Q d =I d32
×t d =44.652
×4=7974490000(A 2
.S) C=87 K f =1
则)774(mm /870)(453437985C
)K (Q S 2
0.50.5f d min ===
所选取截面为800mm 2
,故满足热稳定要求。
第五节 绝缘子和穿墙套管的选择
在发电厂变电站的各级电压配电装置中,高压电器的连接、固定和绝缘,是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以,绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度,耐热、耐潮湿。
选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离,并能在雨天阻断水流,以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。
穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用,6~35kV 为瓷绝缘,60~220kV 为油浸纸绝缘电容式。
图6.5 各电压侧绝缘子型号表
第六节 电流互感器的配置和选择
一.参数选择 1.技术条件
(1) 正常工作条件——一次回路电流,一次回路电压,二次回路电流,二次回路电
压,二次侧负荷,准确度等级,
(2) 短路稳定性——动稳定倍数,热稳定倍数 (3) 承受过电压能力——绝缘水平,泄露比 二.型式选择
35kV 以下的屋内配电装置的电流互感器,根据安装使用条件及产品情况,采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。
35kV 以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器,在有条件时,如回路中有变压器套管,穿墙套管,应优先采用套管电流互感器,以节约投资,减少占地。 110kV 侧CT 的选择
根据《设计手册》35kV 及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器常用L(C)系列。
出线侧CT 采用户外式,用于表计测量和保护装置的需要准确度。
当电流互感器用于测量、时,其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。
根据 U
U g e
max
>
I
I g j
max
>
选择型号为LCWB6-110W 型
35kV 侧CT 可根据安装地点和最大长期工作电流选LCZ--35系列CT
图6.6 各电压侧电流互感器型号表
第七节电压互感器的配置和选择
一.参数选择
1.技术条件
(1)正常工作条件——一次回路电压,一次回路电流,二次负荷,准确度等级,机械负
荷
(2)承受过电压能力——绝缘水平,泄露比距。
二.型式选择
1.6~20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构,在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地
方,可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是,一般采用三相五住电压互感器。
2.35~110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。
第六章配电装置
配电装置的类型有:装配式、成套式、封闭式六氟化硫组合电器。后两者是发展趋势。其特点是占点面积少,可靠性高和维护工作量少;投资大。但随着国力和电力水平的提高将逐步使用。
通常,称220kv、110kv为高压,10kv为低压,所以根据不同的电压等级,相应的配电装置也各不相同。所谓配电装置,是指在电力网中,用来接受电力和分配电力的电气设备的总称,是变电站电气主接线中的开关电器、保护电器、测量电器、母线装置和必要的辅助设备按主接线的要求建造而成的建筑物的总体。其作用是:在正常情况下用来交换功率和接受、分配电能;发生事故时迅速切除故障部分,恢复正常运行;在个别设备检修时隔离检修设备,不影响其它设备的运行。它包括控制电气(如断路器、负荷开关、隔离开关等)、保护电气(如熔断器、继电器、避雷器等)、测量电器(如互感器、电压表、电流表等)以及母线与各种载流导体。配电装置按其电气设备设置的地点,分为屋内和屋外配电装置。
在发电厂和变电站中,35kv以下的配电装置多采用屋内配电装置,其中3-10kv的大多采用成套配电装置;110kv以上的配电装置多采用屋外配电装置。10kv配电装置与110kv、
220kv配电装置的特点的区别也即是屋内配电装置(成套配电装置)与屋外配电装置的区别,主要是:10kv屋内配电装置不受天气影响,维护量小,维修工作可在室内进行,占地面积小,允许安全净距小等,但投资大,建设费用较高;110220kv屋外配点装置特点是扩建方便,建设周期短,净距较大,便于带电作业,但有占地面积大,受外界环境影响大等缺点;
具体来说:10kv低压配电装置大体包括五个部分:
(1)电路控制设备。有各种手动,自动开关。
(2)测量仪器仪表.其中指示仪表有:电流表,电压表,功率表,功率因数表等.计量仪表有:有功电度表,无功电度表,以及与仪表相配套的电流互感器,电压互感器等.
(3)母线以及二次线.母线包括:配电变压器低压侧出口至配电室(箱)的电源线和配电盘上汇流排(线).二次线包括:测量,信号,保护,控制回路的连接线.
(4)保安设备包括:熔断器,继电器,触电保安器等.
(5)配电盘包括:配电箱,配电柜,配电盘,配电屏等,是集中安装开关,仪表等设备的成套装置.
220kv配电装置一般有:断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、母线PT、出线PT、避雷器、阻波器、耦合电容器、支柱绝缘子、避雷针等。
屋内配电装置按其布置型式,可分为三层式、二层式和单层式。三层式是将其所有电器依其轻重分别布置在各层中,具有安全、可靠性高,占地面积少等特点,但结构复杂,造假高,检修和维护不方便;二层式是将断路器和电抗器布置在第一层,将母线、母线隔离开关等较轻设备布置在第二层,与三层式相比,它的造价较低,运行维护方便,但占地面积有所增加;单层式占地面积较大,通常
采用成套开关柜,以减少占地面积。一般情况下,35-220kv的屋内配电装置布置型式,只有二层式和单层式。
屋外配配电装置将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上,屋外配电装置的结构形式,除了与电气主接线、电压等级和电气设备类型有密切关系外,还与地形关,根据电气设备和母线的高度,屋外配点装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装置。中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一水平面内,并装在一定高度的基础上,使带电部分对地保持必要的
高度,以便工作人员能在地面上安全活动,这种形式布置比较清晰,不易误操作,运行可靠,维护方便,造价较省,缺点:占地面积过大;高型配电装置是将一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置的配电装置,可以节省占地面积50%左右,但耗
用钢材较多,造价较高,操作和维护条件较差;半高型配电装置是将母线置于高一层的水平面上,与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置,其占地面积比普通中型减少30%,半高型介于高型和中型之间,具有两者的优点,除了母线隔离开关外,其余部分与中型布置基本相同,运行维护仍较方便。
参考文献
1.华中科技大学出版社《电力系统分析》何仰赞温增银
2.中国电力出版社《发电厂电气部分》熊信银朱永利
3.中国电力出版社《10kV配电工程设计手册》谭金超谭学知谢晓丹
4.中国电力出版社《高电压技术》周泽存沈其工方瑜王大忠
5.中国电力出版社《现代供电技术》邹有明
6.《35-110kv变电所设计规范》
7.《供配电系统设计规范》
把变电站内的电气设备都要算上啊 一次设备:主变(中性点隔离开关、间隙保护、消弧线圈成套设备)、断路器(或开关柜、GIS等)、电压互感器(含保险)、电流互感器、避雷器、隔离开关、母线、母排、电缆、电容器组(电容、电抗、放电线圈等等),站用变压器(或接地变),有的变电站还有高频保护装置 二次设备:综合自动化、. 、逆变0000.、小电流接地选线、站用电、直流(蓄电池)、逆变、远动通讯等等 其他:支持瓷瓶、悬垂、导线、接地排、穿墙套管等等,消防装置、SF6在线监测装置等等 好像有点说多了,也可能有少点的,存在差异吧 35KV高压开关柜上一般都设有哪些保护各作用是什么? 过电流保护:1.速断电流保护:用于保护本开关以后的母排、电缆的短路故障。 2.定时限电流保护:用于下一电压级别的短路保护。 3.反时限电流保护:作用与2相同,但灵敏度比2高。 4.电压闭锁过电流保护:防止越级跳闸和误跳闸,提高供电可靠性。 5.纵联差动电流保护:专用于变压器内部故障保护。 6.长延时过负荷保护:用于保护专用设备或者电网的过负荷运行,首选发信,其次跳闸。 零序电流保护:1.零序电流速断保护:保护线路和线路后侧设备对地短路、严重漏电故障。 2.定时限零序电流保护:保护线路和线路后侧设备的轻微对地短路和小电流漏电,监测绝缘状况。可以选择作用于跳闸或发信。 过电压保护:1.雷电过电压保护。 2.操作过电压保护。1、2两种过电压通常都是用避雷器来保护,可防止线路或设备绝缘击穿。
3.设备异常过电压保护:通过电压继电器和综保定值整定来实现跳闸或发信,用于保护设备在异常过压下运行造成的发热损坏。 低电压保护:瞬时低电压保护只发信不跳闸,用于避免瞬间短路或大负荷启动造成的正常设备误跳闸。俗称躲晃电。 非电量保护:1.重瓦斯保护:用于变压器内部强短路或拉弧放电的严重故障保护。选择跳闸。 2.轻瓦斯保护:用于变压器轻微故障的检测,选择发信报警。 3.温度保护:用于检测变压器顶层油温监测,轻超温发信报警,重超温跳闸。 以上都是针对一次侧设计的保护。 二次侧的保护:1.直流失压保护,用于变电所直流设备故障时防止设备在保护失灵状况下运行。一般设备通常选择发信报警。重要设备选择跳闸。 2.临柜直流消失保护,用于监测相邻高压柜的直流电压状态,选择发信报警。 随着技术的发展,继电保护的内容越来越多,供人们在不同情况下选用。 目前使用的微机型综合保护器内都设计了各种保护功能,可以通过控制字的设定很方便地选择所需要的保护功能组合。
(110k v变电站电气主 接线设计)
110KV电气主接线设计 姓名: 专业:发电厂及电力系统 年级: 指导教师:
摘要 根据设计任务书的要求,本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计,并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线,35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等)、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35~110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35~110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据,设计的内容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推荐的新型产品,技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词:降压变电站;电气主接线;变压器;设备选型
目录 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (11) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (12) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12) 2.3.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线) (13) 2.3.3 短路点d-3的短路计算(10KV母线) (14) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4绘制短路电流计算结果表 (15) 3 电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要。 (16) 3.1.2 有关的几项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16) 3.3高压电气设备选择 (17) 3.3.1 断路器的选择与校验 (17) 3.3.2 隔离开关的选择及校验 (21)
第四章电气主接线 第2节单母线接线 主接线的基本形式,就是主要电气设备常用的几种连接方式。概括的讲可分为两大类:有汇流母线的接线形式;无汇流母线的接线形式。 变电所电气主接线的基本环节是电源(变压器)、母线和出线(馈线)。各个变电所的出线回路数和电源数不同,且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时(一般超过4回),为便于电能的汇集和分配,采用母线作为中间环节,可使接线简单清晰,运行方便,有利于安装和扩建。但有母线后,配电装置占地面积较大,使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少,占地面积小,但只适于进出线回路少,不再扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有:单母线接线和双母线接线。 一、单母线接线 单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线,每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路,母线即可以保证电源并列工作,又能使任一条出线路都可以从电源1或2获得电能。每条回路中都装有断路器和隔离开关,靠近母线侧的隔离开关称作母线隔离开关,靠近线路侧的称为线路隔离开关(在实际变电所中,通常把靠近电源侧的隔离开关称为甲刀闸,把靠近负荷侧的隔离开关称为乙刀闸。 断路器具有开合电路的专用灭弧装置,可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流,用来作为接通或切断电路的控制电器。 隔离开关没有灭弧装置,其开合电流能力极低,只能用作设备停运后退出工作时断开电路,保证与带电部分隔离,起着隔离电压的作用。同一回路中在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关,以便检修断路器时隔离电源。 同一回路中串接的隔离开关和断路器,在运行操作时,必须严格遵守下列操作顺序:如对馈线L1送电时,须先合上隔离开关QS1和QS2,再投入断路器QF2;如欲停止对其供电,须先断开QF2,然后再断开QS3和QS2。为了防止误操作,除严格按照操作规程实行操作票制度外,还应在隔离开关和相应的断路器之间,加装电磁闭锁、机械闭锁。接地开关(又称接地刀闸)QS4是在检修电路和设备时合上,取代安全接地线的作用。当电压在110kV及以上时,断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关。对35kV及以上的母线,在每段母线上亦应设置1~2组接地开关或接地器,以保证电器和母线检修时的安全。
110KV电气主接线设计 专业:发电厂及电力系统 年级:
指导教师: 根据设计任务书的要求,本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计,并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为110kV. 35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线,35KV和10KV 电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等)、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35?门OkV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35?"OkV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据,设计的内容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推荐的新型产品, 技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词:降压变电站;电气主接线;变压器;设备选型 摘要 .................................................................. I 1变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1主接线的设计原则 (1) 1.1.2主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5)
1.3.1主变压器台数的选择 (5) 1.3.2主变压器型式的选择 (5) 1.3.3主变压器容量的选择 (6) 1.3.4主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2站用变压器型号的选择 (9) 2短路电流计算 (10) 2.1短路计?算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1短路电流计算的目的 (10) 2.1.2短路计算的一般规定 (10) 2.1.3计算步骤 (10) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1变压器参数的计算 (11) 2.2.2短路点的确定 (11) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1短路点d?1的短路计算(110KV母线) (12) 2.3.2短路点d-2的短路计算(35KV母线) (13) 2.3.3短路点d-3的短路计算(10KV母线) (13) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4 绘制短路电流计算结果表 (14) 3电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 3.1.2有关的儿项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16)
110kV变电站电气主接线及运行方式 变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 一变电所主接线基本要求 1.1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求,当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快,电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换,能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化,在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展,调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三 110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分析。 3. 1 110kV终端变电所主接线模式分析
电气主接线设计原则和设计程序 4.5.1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关,并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此,主接线设计,必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系,经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 在工程设计中,经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划,给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求,以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据,必须进行详细的分析和研究,从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况,结合电力工业的技术特点而制定的准则,设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时,在进行论证分析阶段,更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系,以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行,即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同,其深度、广度也有所差异,但总的设计思路、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下: 1.对原始资料分析 (1)工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂,热电厂,或者堤坝式、引
前言 电力工业为现代化生产提供主要动力。电力科学的发展和广泛应用,对我国工农业的迅速发展及人民生活水平的提高起到了巨大的作用和深远的影响。 通过对理论的学习理解以及实际的工作,我对变电所的原理和设备有了初步的解了。为了增加自己的动手能力,为以后的工作打下良好的基础,我选择了110kV/35kV/10kV系统设计作为自己的毕业课题。 随着大规模农网发行事业的深入实施,一个优质、安全、可靠、宽松的供电环境已实步形成,我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。为了适应我国电力事业的发展及将所学的知识运用到实际生产中去,我进行了变电所设计。 我国大部分电网薄弱,变电所数量少,供电半径长,线路损耗大,致使线路末端用户电压过低,影响人民正常的生活和生产,为了达到迅速改变我国农村电网目前的状况,满足人民生活用电兼顾工农业发展,本变电所属于中小型变电所,进线端电压为110kV变电所。 本文首先根据老师所给的设计任务书上所给的材料系统及线路所给的负荷参数,分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建立变电所的必要性,然后通过对拟定建设的变电所的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济方面及可靠性方面来考虑,确定了110kv、35kv 、10kv以及变电所用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了变电所用变压器的容量吉型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器进行了选择型号,从而完成110kv西海变电所的电气一次设备的设计。 由于知识的欠缺及设计资料的不足,设计中必然存在着很多问题,希望各位老师能够热情帮助,提出宝贵意见。
110KV变电站电气主接线设计 目录 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 (3) 1.2 主接线的设计原则 (3) 1.3主接线设计的基本要求 (3) 1.4高压配电装置的接线方式 (4) 1.5主接线的选择与设计 (8) 1.6主变压器型式的选择 (9) 2.短路电流计算 2.1 短路电流计算的概述 (11) 2.2短路计算的一般规定………………………………………………………………………… 11 2.3短路计算的方法……………………………………………………………………………… 12 2.4短路电流计算………………………………………………………………………………… 12 3.电气设备选择与校验 3.1电气设备选择的一般条件…………………………………………………………………… 15 3.2高压断路器的选型…………………………………………………………………………… 16 3.3高压隔离开关的选型………………………………………………………………………… 17 3.4互感器的选择………………………………………………………………………………… 17 3.5短路稳定校验………………………………………………………………………………… 18 3.6高压熔断器的选择…………………………………………………………………………… 18 4.屋外配电装置设计
4.1设计原则……………………………………………………………………………………… 19 4.2设计的基本要求……………………………………………………………………………… 20 4.3布置及安装设计的具体要求………………………………………………………………… 20 4.4配电装置选择………………………………………………………………………………… 21 5.变电站防雷与接地设计 5.1雷电过电压的形成与危害…………………………………………………………………… 22 5.2电气设备的防雷保护………………………………………………………………………… 22 5.3避雷针的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.4避雷器的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.5避雷针、避雷线保护围计算 (23) 5.6变电所接地装置……………………………………………………………………………… 24 6.无功补偿设计 6.1无功补偿的概念及重要性…………………………………………………………………… 24 6.2无功补偿的原则与基本要求………………………………………………………………… 24 7.变电所总体布置 7.1总体规划……………………………………………………………………………………… 26 7.2总平面布置…………………………………………………………………………………… 26 结束语 (27) 参考文献 (27) 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 近年来,我国的电力工业在持续迅速的发展,而电力工业是我国国民经济的一个重要组
10kV配电工程电气主接线方式选择原则 目录 1 10kV中压公用电缆网 (2) 1.1 一般原则 (2) 1.2 10kV典型接线模式 (2) 2 20kV中压公用电缆网 (4) 2.1 一般原则 (4) 2.2 20kV典型接线模式 (4) 3 中压架空网 (6) 3.1 一般原则 (6) 3.2 典型接线模式 (6) 4 混合型网架 (8) 5 10kV中心开关站 (8) 5.1 一般原则 (8) 5.2 中心开关站接线方式 (8) 6 室内配电站 (8) 7 10kV箱式变 (9) 8 低压配电网 (9) 8.1 典型接线模式 (9) 9 用户专用配电网结线方式 (10) 9.1一般原则 (10) 9.2 电气主接线的主要型式 (11) 9.3 电气主接线的确定 (11) 9.4 用户专用配电网结线方式 (11)
1 10kV中压公用电缆网 1.1 一般原则 1.1.1 10kV每回线路最终总装见容量不宜超过12000kVA。 1.1.2 环网中线路应在适当位置设置开关站或综合房,每个开关站或综合房每段母线实际负荷电流不宜超过100A。 1.1.3 10kV开关站电气接线采用单母线或单母线分段,每段母线接4~6面开关柜;综合房电气接线采用单母线,宜接4~6面开关柜。开关站应按终期规模一次性建成。 1.1.4 在原有线路新增开关站或综合房应以“π”接形式接入。 1.2 10kV典型接线模式 1.2.1电缆网“2-1”环网接线 (1)电缆网“2-1”环网接线如图1.2.1所示。 图1.2.1电缆网“2-1”环网接线 (2)电缆网“2-1”环网接线应满足: ?电缆网“2-1”环网接线应按平均每回线路不超过50%额定载流量运行。 ?构建电缆网“2-1”环网接线必须结合考虑区域电网规划,为今后将线路改造成“3-1”环网接线提供可能和便利。 1.2.2电缆网“3-1”环网接线 (1)电缆网“3-1”环网接线(3回线路为1组)、(4回线路为1组)分别如图1.2.2-1、图1.2.2-2所示。
变电站电气主接线设计设计论文
毕业设计(论文)题目 110KV变电站电气主接线设计 专业电气自动化技术
成人教育学院2012年09月10日
本次设计为110kV降压变电站电气一次部分的初步设计,根据原始资料,以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站的设计在满足国家设计标准的基础上,尽量考虑当地的实际情况。在本变电站的设计中,包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供电可靠性的前提下,减少事故的发生,降低运行费用。 本次设计正文分设计说明书和设计计算书两个部分,设计说明书包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计;设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等,并附有电气主接线图及其它相关图纸。 关键词:110kV变电站;短路电流;一次部分;设备选择
摘要 (Ⅰ) 第一部分设计说明书 1原始资料 (1) 1.1变电站的基本情况 (1) 1.2设计任务 (2) 2 变压器选择 (3) 2.1 变压器绕组与调压方式的选择 (3) 2.2 变压器相数的选择 (3) 2.3 变压器容量和台数的选择 (3) 2.4变压器的冷却方式 (4) 3电气主接线设计 (5) 3.1主接线的设计原则 (5) 3.2主接线设计的基本要求 (6) 3.3 主接线方案的比较和确定 (7) 4短路电流计算 (11) 4.1短路电流计算的目的 (11) 4.2短路电流计算的规定 (11) 4.3短路电流计算的步骤 (12) 4.4短路类型及其计算方法 (12) 5高压电器选择 (14) 5.1高压断路器的选择 (14) 5.2隔离开关的选择 (14) 5.3各级电压母线的选择 (15) 5.4 电流互感器的选择 (15) 5.5电压互感器的选择 (16) 5.6避雷器的选择 (16)
电气工程及其自动化专业 电力系统方向课程设计任务书和指导书 题目: 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计 指导教师:江静 电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目: 110kV变电站电气主接线及配电装置 平面布置图的设计 一、课程设计的目的要求 使学生巩固和应用所学知识,初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。二、题目: 110kV变电所电气主接线设计 三、已知资料 为满足经济发展的需要,根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料:1变电所的建设规模 ⑴类型:降压变电气 ⑵最终容量和台数:2×31500kV A:年利用小时数:4000h。 2电力系统与本所连接情况 ⑴该变电所在电力系统中的地位和作用:一般性终端变电所; ⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV,出线回路数2回,分别为18公里与电力 系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量:2800 MV A; 3、电力负荷水平 ⑴高压10 kV负荷24回出线,最大输送2MW,COSΦ=0.8,各回出线的最小负荷 按最大负荷的70%计算,负荷同时率取0.8,COSΦ=0.85,Tmax=4200小时/年; ⑵24回中含预留2回备用; ⑶所用电率1% 4、环境条件 该所位于某乡镇,有公路可达,海拔高度为86米,土壤电阻系数Р=2.5×104Ω.cm,土壤地下0.8米处温度20℃;该地区年最高温度40℃,年最低温度-10℃,最热月7月份其最高气温月平均34.0℃,最冷月1月份,其最低气温月平均值为1℃; 年雷暴日数为58.2天。
四、设计内容 1、设计主接线方案 ⑴确定主变台数、容量和型式 ⑵接线方案的技术、经济比较,确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。 2、计算短路电流 3、选择电气设备 4、绘制主接线图 5、绘制屋内配电装置图 6、绘制屋外配电装置平断面图 五、设计成果要求 1、设计说明书1份 编写任务及原始资料 ⑴编写任务及原始资料 ⑵确定主变压器台数、容量和型式 ⑶确定主接线方案(列表比较) ⑷计算短路电流(包括计算条件、计算过程、计算成果) ⑸选择高压电气设备(包括初选和校验,并列出设备清单)。 2、变电站电气主接线图1份 采用75×50 cm方格纸,图形符号必须按国家标准符号绘制,并有图框和标签框,字体采用仿宋体字,用铅笔绘图和书写。接线按单线图绘制,仅在局部设备配置不对称处绘制三线图,零线绘成虚线。在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级,在相应的方框图上标明设备的型号、规范。 3、屋内10kV配电装置图1份 采用75×50 cm方格纸,图形符号必须按国家标准符号绘制,并有图框和标签框,字体采用仿宋体字,用铅笔绘图和书写。该图应能显示开关柜的排列顺序、各柜的接线方案编号、柜内的一次设备内容(数量的规格)及其连接,设备在柜内的大致部位,以及走廊的大致走向等。 4、屋外110kV配电装置平断面图1份 采用75×50 cm方格纸,图形符号必须按国家标准符号绘制,并有图框和标签框,字体采用仿宋体字,用铅笔绘图和书写。该图应能显示各主要设备的布置位置及走廊的大致走向等。 5、编制设计说明书及计算书 六、日程安排 第一天:布置任务、介绍电气设备选择 第二天:电气主接线最佳方案的确定 第三天:短路电流计算 第四、五天:电气设备选择
第5、6章图形第五章图形 L1 L2 L3 L4 A i i h QS L 1 J J 1 QF J_ _L A J. Q$ WB 「. 「__________________ I L L 1 L2 L3 L4 QF _L _L 丄 QS 电源i 电源n 图5-1不分段的单母线接线 WB QFd 电源I电源n 图5-2单母线分段接线
WBa A Q S E 1 { 丄 1 \ L .丄 L -I I I I I 1QF QFa 丄 丄 丄 丄 丄 WB L : L1 L2 QSa J WBa \ QSa> 丄 1 丄 T 1 丄 WB | 1 段——T 二 一na 电源I 电源H 图5-3单母线带旁路母线接线 I I J \ QFdf __________ I 」 电源I 电源H 图5-4单母线分段带旁路母线接线 电源I 图5-5分段断路器兼作旁路断路器接线 图5-6旁路断路器兼作分段断路器接线 L 1 L2 QS QS 2 WBa QSa = 丄 \ QS 1QF 1 J QFa 2QF L ’ 丄 L L2 L 1 QS 5 QS 3 [段 H 段 士 QS WB Q3 电源I
L1 L2 L3 L1 L2 L3 U I段 ■丄II --- ------------- 1 1QSi」TQSi - hr 1QF QS U Q QFj QS i L 1 br 2QF WB 丄□_ 1— 1 1 n __ WB 1丄」RT i U 段. I段. QS 1QS 1QS 1QF QF. 2QF 电源I电源I 图5-7双母线接线图5-8用母联断路器代替岀线断路器时电流的路径 L2 L3 L4 L 1 QFj1 图5-9双母线分段接线
110KV电气主接线设计 : 专业:发电厂及电力系统 年级: 指导教师:
摘要 根据设计任务书的要求,本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计,并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器,站主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线,35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等)、各电压等级配电装置设计。 《35~ 《供配电系统设计规》、本设计以《35~110kV变电所设计规》、 110kV高压配电装置设计规》等规规程为依据,设计的容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推荐的新型产品,技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词:降压变电站;电气主接线;变压器;设备选型
目录 摘要 (Ⅰ) 1 变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1 主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2 主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3 主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4 站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1 短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (10) 2.2 变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (11) 2.3 各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12)
第一章220KV 变电站电气主接线设计 第1.1节原始资料 1.1.1变电所规模及其性质: 电压等级 220/110/35 kv 线路回数 220kv 本期2回交联电缆(发展1回) 110kv 本期4回电缆回路(发展2回) 35kv 30回电缆线路,一次配置齐全 本站为大型城市变电站 2.归算到220kv侧系统参数(SB=100MVA,UB=230KV) 近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1334;零序阻抗X0=0.1693 近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1445;零序阻抗X0=0.2319 远期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1139;零序阻抗X0=0.1488 3.110kv侧负荷情况: 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 4.35kv侧负荷情况:(30回电缆线路) 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 5.环境条件:当地年最低温度-24℃,最高温度+35℃,最热月平均最高温度+25℃,海拔高度200m,气象条件一般,非地震多发区,最大负荷利用小时数6500小时。 第1.2节主接线设计 本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧,110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母接线,不加旁路。 110kv 采取双母接线,不加旁路。
35kv 出线30回,采用双母分段。 低压侧采用分列运行,以限制短路电流。 第1.3节电气主接线图
第二章主变压器选择和负荷率计算 第2.1节原始资料 1.110kv侧负荷情况: 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 2.35kv侧负荷情况:(30回电缆线路) 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 3.由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COSφ=0.85 第2.2节主变压器选择 2.2.1容量选择 (1)按近期最大负荷选: 110 k v侧:160 MW 35 kv侧:170 MW 按最优负荷率0.87选主变压器容量 每台主变压器负荷 110 k v侧:80 MW 35 kv侧:85 MW 按最优负荷率0.87选主变压器容量。 S N=P L/(0.85×η)=(80+85)/(0.85×0.87)=209.6 MV A 或S N=0.6P M/0.85=0.6(160+170)/0.85=232.9 MV A 选S N=240MV A,容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器负荷率计算 由负荷率计算公式: η=S/S B 110kv最大,最小负荷率: η=80/(0.85×120)=78.4% η=65/(0.85×120)=63.7%
试论变电站电气主接线的设计问题 摘要:现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完 成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身,同时也影响到工农业生产和人民日常生活。 关键词:变电站;电气主接线设计;问题 1 电气主线设计重点考虑因素 在进行变电站电气主接线设计时,要着重考虑下列问题: 1.1 变电站在整体电力系统中所处地位与承载的作用。具体来说,变电所的主要种类有:区域变电所、终端变电所、企业变电所、居民社区分支变电所、枢纽 变电所等,每一种变电所的地位与作用是不同的,在整体电力系统中的地位与作 用决定了电气主接线的设计,对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性的要求不 尽相同。 1.2 明确主接线的载荷重要性分级。在变电站电气主接线设计过程中,要充分评估考虑电力负荷重要性分级与主接线出线会输等对主接线使用寿命的影响。具 体来说,一级电力载荷量,必须实现两个独立电源供电,当其中之一电源无法供 电时,另一电源保证全部一级载荷连续供电;二级电力载荷量,也应该实现两个 电源供电,当其中之一电源无法供电时,另一电源要保证大部分二级载荷连续供电;三级载荷一般仅需用一个电源供电即可。 1.3 备用容量影响。在变电站电气设备主接线设计时,要考虑备用容量是否使用,如果使用要考察其实际容量大小对电气主接线的影响。其中,备用容量的发、送、变等不同运行情况都是为了实现供电的平稳可靠,为实现在载荷不稳、设备 维修养护、突发故障停运等情况发生时,保证可靠的供电。 2 变电站主接线方式的基本要求 2.1可靠性。断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。 2.2灵活性。主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备。切除故障停 电时间最短、影响范围最小,并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 2.3 适应性与可扩展性 适应性主要指主接线设计时要充分考虑在载荷水平发生变化情况下,能适应 变化,满足正常供电需求,同时,在未来变电站进行扩建时,可以适应从初期接 线逐渐过渡到最终接线,实现在影响连续供电或停电实践最短的情况下,投入变 压器或线路互不干扰,并且使得一二次部分的改建工程量实现最小化。 3变电站电气主接线的设计问题 3.1 认真考虑变电所在电力系统中的位置,变电站在电力系统中的作用和地位是决定电气主接线的主要因素,变电站具有较多分类,功能存在较大差别,在电 力系统中的地位与作用不同,对主接线连接的的经济性、可靠性以及灵活性都具 有不同要求,因而,在电气主接线设计过程中,需要认真考虑变电站的地位与功能,以此为依据进行电气主接线设计。 3.2 充分考虑变电站近远期的发展规模,在电气主接线设计过程中,需要根据电力发展规划,依照负荷大小,增长速度,地区网络情况等因素进行综合考虑, 以此来确定电气主接线的出线数,连接电源数以及接线形式。 3.3 仔细考虑变台数对电气主接线的影响,变电站的变台数直接影响着电力的
变电所常用主接线4.5.4 总降压变电所主接线4.5.5 独立变电所主接线4.5.6 车间变电所主接线4.5.7 配电所主接线4.5.8 主接线2.1 电气主接线及设备选择(1) 主接线方式:农村小型变电所一般为用电末端变电所,35kV进线一回,变压器单台容量不大于5000kVA,设计规模为一台或两台变压器。35kV进线可不设开关,采用单母线方式,出线一般不超过6回。接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关,接在变压器引出线上的避雷器不宜装设隔离开关。另外并联电容器补偿装置可根据具体情况决定是否设置。(2) 主变选用低损耗、免维护变压器,为适应用电负荷变化大、农村小水电多及电压变化大等特点,按有载调压设计,调压范围为35±3×2.5%。变压器35kV侧采用户外真空断路器(亦可选择SF6型)或负荷加熔断器保护,当采用负荷加熔断器保护时,负荷开关用于正常运行时操作变压器,熔断器用于变压器保护,熔断器选用K型熔丝,因它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流;10kV侧采用户外真空断路器。(3) 10kV出线采用户外真空断路器。10kV户外真空重合器是农村小型化变电所的新型产品,具有自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据大量的运行经验和应用要求,变电所采用重合器作为保护开关时,应采用低压合闸线圈机构的分布式重合器。当采用断路器时,宜采用弹簧操作机构或小容量的直流操作机构。10kV设0.2级母线电压互感器一组,每回出线设0.2s电流互感器,以提高计量准确性,达到商业化运营的要求。(4) 所用变设计:装设35/0.4kV,50kVA所用变一台,供变电所照明、检修及二次保护用电。为保证变电所内部全部停电情况下,有可靠的操作和检修电源,所用变装于35kV进线隔离开关前面。当可靠性不满足时,应在低压侧、母线侧或联络线上各设一台所用变,并能互相备用。(5) 电压调整方式及电容器补偿方案:变电所的电压调整主要通过调整变压器分接头的方式实现。农村无功补偿应根据就地平衡的原则,采用集中补偿与分散补偿相结合的方式进行配置。电容器主要补偿变压器所耗无功,补偿容量一般取变压器容量的10%~15%,用户侧所耗无功采用配网分散补偿、就地平衡的原则。
发电厂电气部分 课程设计 设计题目:设计一个35KV变电站的主接线 学校:西安理工大学 专业:电气工程及其自动化 班级: 0802 姓名: ** 学号: ********* 指导教师: ***** 时间: 2011年12月24日
目录 前言 (3) 第一章:设计任务 (4) §1.1原始资料 (4) §1.2电力系统与本站连接情况 (4) §1.3负荷分析 (4) §1. 4环境条件 (4) 第二章:变电站主接线设计 (5) §2.1设计步骤 (5) §2.2主接线图 (5) §2.3主接线方案的确定 (5) 第三章:短路电流的计算 (7) §3.1概述 (7) §3.2为什么要计算短路电流 (7) §3.3计算方法 (8) §3.4求短路电流的标幺值 (9) §3.5求短路电路的有名值 (9) §3.6求短路电流的冲击电流 (10) 第四章:电气设备的选择 (10) §4.1概述 (10) §4.2变压器的选择 (10) §4.3断路器的选择与校验 (11) §4.4隔离开关的选择 (13) §4.5母线的选择 (13) 第五章:设计结果 (13) §5.1设计图纸 (13) §5.2设计说明书 (14) 结束语 (15) 主要参考文献 (16)
前言 本次设计以35KV变电站为主要设计对象,分为任务书、说明书两部分,同时附有一张电气主接线图加以说明。 本次设计为35KV变电所电气主接线初步设计,进行了电气主接线的图形式的论证、对电气主接线设计的基本认识和变压器的选择等等。同时还介绍了怎么去认识和用到断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等相关方面的知识。本设计选择选择两台主变压器,其他设备如断路器,隔离开关,电流互感器,电压互感器,无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置,力求做到运行可靠,操作简单、方便,经济合理,具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际,更具现实意义。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为35KV和10KV两个电压等级。各个电压等级都采用单母线分段的接线方式。 电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素,若选择错误的电气设备,轻则引起电气设备的损坏,重则导致大面积的事故,影响电力系统,造成重大事故。 限于自己水平有限,内容难免有错误与不足之处,希望老师和同学能给与批评指正。
220KV 变电站电气主接线设计 目录 一、原始材料 (2) 二、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (5) 三、负荷计算 (6) 四、短路电流的计算 (7) 五、变电所一次设备的选择与校验 (8) 六、变电所高、低压线路的选择 (10)
原始资料 1.1.1变电所规模及其性质: 电压等级220/110/35 kv 线路回数220kv 本期2回交联电缆(发展1回) 110kv 本期4回电缆回路(发展2回) 35kv 30回电缆线路,一次配置齐全 本站为大型城市变电站 2.归算到220kv侧系统参数(SB=100MVA,UB=230KV) 近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1334;零序阻抗X0=0.1693 近期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1445;零序阻抗X0=0.2319 远期最大运行方式:正序阻抗X1=0.1139;零序阻抗X0=0.1488 3.110kv侧负荷情况: 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 4.35kv侧负荷情况:(30回电缆线路) 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 5.环境条件:当地年最低温度-24℃,最高温度+35℃,最热月平均最高温度+25℃,海拔高度200m,气象条件一般,非地震多发区,最大负荷利用小时数6500小时。 主接线设计 本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧,110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母接线,不加旁路。 110kv 采取双母接线,不加旁路。 35kv 出线30回,采用双母分段。 低压侧采用分列运行,以限制短路电流。